Eiweiß ist der essentiele Baustoff, wenn es um Muskelaufbau geht. In dem Artikel erfährst Du den Unterschied zwischen Eiweiß, Peptiden und Aminosäuren, deren Aufnahme und vieles mehr.
Inhaltsverzeichnis
Aufgaben von Eiweiß
Eiweiß wird nahezu überall im Körper benötigt. Sie sind als Baustoff beteiligt an der Bildung und Instandhaltung von Haut, Knochen, Hormone, Antikörper, Enyzme, Gelenke, Sehnen, Knorpel und von Muskeln, von der diese Lektion hauptsächlich handelt. Neben diesen Aufgaben können Eiweiße aber auch als Energielieferant vom Körper genutzt werden.
Was sind Proteine?
Zunächst einmal gibt es einzelne Aminosäuren, die in unterschiedlichen Verbindungen miteinander zusammengesetzt werden können. Bei Verbindungen von 2 bis ca. 100 – 120 einzelner Aminosäuren spricht man von einem Peptid. Verbindungen von über 100 Aminosäuren bezeichnet man als Protein, oder alternativ als Eiweiß mit derselben Bedeutung.
Entsprechend der Anzahl von Aminosäuren in einem Peptid spricht man z.B. von einem Dipeptid bei einer Verbindung aus 2 Aminosäuren, Tripeptid bei 3 Aminosäuren oder Oligopeptid für Petide, die aus weniger als 100-120 Aminosäuren aufgebaut sind.
Aufnahme von Eiweiß
In der Nahrung selbst ist hauptsächlich Eiweiß und nur vereinzelt Aminosäuren und Peptide enthalten. Gelangt Eiweiß aus der Nahrung in den Magen, werden dieses erst einmal durch die Magensäure in Peptide aufgespalten bzw. denaturiert.
Denaturierung bedeutet, dass das Eiweiß strukturell verändert wird, wie bei einem Ei, das beim Kochen weiß und hart wird. Durch eine Denaturierung bleibt der Eiweißgehalt und die Wertigkeit vom Eiweiß erhalten, da sich nur die Struktur ändert und die jeweiligen Aminosäuren der Peptide und Proteine unverändert bleiben.
Im Artikel Biologische Wertigkeit von Eiweiß, ist erklärt wie Nahrungsmittel bewertet werden, aufgrund ihrer Eiweiß Zusammensetzung.
Die Peptide gelangen bei der Verdauung anschließend vom Magen in den Dünndarm. In der Darmschleimhaut befinden sich Enzyme, die die Peptide weiter zu freien Aminosäuren, Dipeptiden und Tripeptiden aufspalten. Diese werden durch Transportsysteme in die Blutbahn überführt und stehen dann dem Körper zur Verfügung.
Es sei noch erwähnt, dass es auch Transportsysteme für ganze Proteine bzw. größere Peptide gibt, welche z.B. auch gerne von Medikamenten genutzt werden. In diesem Fall ist das Medikament bzw. das als Wirkstoff enthaltene Protein darauf angewiesen, als Ganzes in der Blubahn anzukommen, um seine Wirkung zu entfalten. Deshalb gibt es Kapseln, die sich erst spät auflösen, um die Denaturierung des Medikamentes zu verhindern.
Nun stehen dem Körper die verschiedenen Aminosäuren und Peptide zur Verfügung. Diese einzelnen Bausteine der Aminosäuren bzw. Peptide werden von ihm zu neuem Eiweiß nach Maß und zu seinem Nutzen wieder zu Proteinen zusammensetzt.
Proteinogene Aminosäuren von Eiweiß
Aus der Vielzahl im Körper vorkommenden Aminosäuren werden vom Menschen nur ca. 20 verschiedene Aminosäuren verwendet, um damit Eiweiß aufzubauen. Sie werden deshalb auch proteinogene Aminosäuren genannt.
Diese sind von primärem Interesse, da das Muskelgewebe aus Eiweiß und damit aus diesen 20 Aminosäuren besteht. Was das L und alpha (α) zu bedeuten haben, erfährst Du gleich.
20 proteinogene Aminosäuren:
| L-α-Threonin | L-α-Lysin | L-α-Tyrosin | L-α-Cystein | L-α-Serin |
| L-α-Isoleucin | L-α-Tryptophan | L-α-Prolin | L-α-Asparagin | L-α-Alanin |
| L-α-Leucin | L-α-Phenylalanin | L-α-Glutamin | L-α-Arginin | L-α-Glutaminsäure |
| L-α-Valin | L-α-Methionin | L-α-Glycin | L-α-Histidin | L-α-Asparaginsäure |
Essentielle, semi essentielle und nicht essentielle Aminosäuren
Diese Aminosäuren werden unterteilt in essentielle, semi essentielle und nicht essentielle Aminosäuren. Nicht essentiell bedeutet, dass der Körper nicht zwingend auf diese Aminosäuren von außen, also durch Nahrung angewiesen ist, da er sie selbst herstellen kann.
Essentielle Aminosäuren müssen dagegen von außen zugeführt werden, da der Körper diese nicht selbst sythetisieren kann, aber auf sie angewiesen ist, um Eiweiß aufzubauen. Semi essentliell bedeutet, dass der Körper sie nur in bestimmten Situationen oder Alter herstellen kann, bzw. nicht in dem Ausmaß, wie er sie benötigt.
Strukutreller Aufbau von Aminosäuren
Jetzt stellt sich natürlich noch die Frage, wieviel Protein am Tag zugeführt werden soll, damit der Muskelaufbau nicht verhindert oder eingeschränkt wird durch eine möglicherweise zu geringe Menge an Aminosäuren. Ausserdem gilt es noch, das oben angesprochene Kürzel „L-α“ vor dem Namen der Aminosäure aufzuklären.
Dazu reicht es, kurz die Aminosäuren auf molekularer Ebene zu beleuchten, um später den Messvorgang zu verstehen, mit dem sich der Tagesbedarf bestimmen lässt. Eine Aminosäure besteht aus einem Kohlenstoffgerüst mit einer unterschiedlich langen Kettenlänge an Kohlenstoffatomen [C].
An dieser Kette befinden sich eine Carboxyl-Gruppe und mindestens eine Aminogruppe und ein sogenannter Rest. Es ist hier nicht wichtig, diese Gruppen zu verstehen, sondern nur, dass es ein Gerüst gibt, an dem drei verschiedene Dinge angebracht sind.
Entscheidend ist, aus wie vielen Kohlenstoffatomen die Kette(Gerüst) besteht und welchen Abstand die Carboxyl-Gruppe zur Aminogruppe besitzt. Die Carboxyl-Gruppe besitzt selbst auch ein Kohlenstoffatom, mit dem die Gruppe an einem Ende der Kohlenstoffkette verbunden ist. Von diesem Ende an werden die Kohlenstoffatome an der Kette entlang gezählt, angefangen am Carboxyl-Kohlenstoff, bis zu dem Kohlenstoff, an dem die Aminogruppe befestigt ist.
Wenn die Aminogruppe am benachbarten, zweiten Kohlenstoff angebracht ist, spricht man von einer alpha-Aminosäure. Hat die Aminosäure eine längere Kohlenstoffkette und die Aminogruppe hängt am dritten Kohlenstoff, ist es eine beta-Aminonsäure und beim Vierten spricht man von einer gamma-Aminosäure. Dies ist eine Klassenaufteilung der Aminosäuren.
L-oder D-Struktur
Je nachdem ob die Aminogruppe links oder rechts gespiegelt ist, also ob die Aminogruppe auf der linken oder rechten Seite von der Kette hängt, handelt es sich um eine L-oder D-Struktur. L bedeutet die Aminogruppe ist auf der linken Seite und D auf der rechten Seite angebracht.
Durch den erwähnten Rest unterscheiden sich die Aminosäuren in ihrer chemischen Zusammensetzug, entsprechend ist er für die eigentliche Namensgebung der Aminosäure verantwortlich.
Für den Messvorgang zur Bestimmung der zuzuführenden Menge an Eiweiß ist es wichtig zu wissen, dass in der Aminogruppe -NH2 ein und je nach Aminosäure im Rest noch weitere Stickstoffe [N] enthalten sind.
Eiweiß, Aminosäuren und ihre Varianten
Eine Aminsosäure kann nun in verschiedenen Varianten vorliegen, mit unterschiedlichen Verknüpfungen wie in der L- oder D-Struktur, in Kombination mit alpha, beta oder gamma Klassen. Deshalb reicht der allgemeine Name einer Aminosäure alleine nicht aus, um diese korrekt zu benennen, sondern auch die Struktur und die Klasse sind zusätzlich anzugeben.
Der menschliche Körper kann nämlich nur ausschließlich die Aminosäuren mit der L-α– Kombination für die Proteinbildung, also dem Muskelaufbau, nutzen. Die oben angesprochenen 20 Aminosäuren liegen genau in dieser L-α-Struktur vor. Sie heißen proteinogene Aminosäuren, da der Körper aus diesen Eiweiß aufbaut.
Glücklichweise liegen sie in der Nahrung in exakt dieser Form vor. Darüber hinaus gibt es noch Hunderte anderer Aminosäuren und Peptide, die im Körper andere Funktionen übernehmen. Auch sie liegen hauptsächlich in der L-Struktur, aber mit anderen Klassen, wie beta und gamma vor. Der Körper kann sie nicht zum Muskelaufbau nutzen, aber für andere wichtige Aufgaben. So ist z.B. ein L-α-Alanin zum Muskelaufbau verwendbar, ein L-β-Alanin aber nicht.
Wenn man sich mit Supplements auseinandersetzt, ist es wichtig, diesen Unterschied zu kennen, um festzustellen, welche Aminosäuren tatsächlich im Produkt vorhanden sind und welchen Nutzen sie erfüllen.
In dem Zusammanhang wird auch klar, dass ein L-β-Alanin als Nahrungsergänzungsmittel ein ganz anderes Alanin ist, als das in einem Whey-Protein, das L-α-Alanin. Keine Sorge, falls Dir L-β-Alanin und Whey-Protein Supplement keine Begriffe sind! Diese Stoffe, deren Wirkung und Nutzen werden in den Artikeln Beta Alanin und Proteinpulver behandelt.
Eiweiß – Verzweigtkettige Aminosäuren (BCAA)
Gerade weil BCAA oft als Nahrungsergänzungsmittel vorkommen, lohnt es sich, diese kurz zu durchleuchten. BCAA steht für Branch Chain Amino Acids, was soviel wie verzweigtkettige Aminosäuren bedeutet. Es ist also kein Eiweiß, sondern es sind die drei, Dir bekannten essentiellen, proteinogenen Aminosäuren L-Valin, L-Leucin und L-Isoleucin gemeint.
BCAA ist also wieder nur eine Gruppierung, der bekannten Aminosäuren, mit der Eigenschaft, dass diese verzweigtktkettig sind. Die Kohlenstoffe bilden keine reine Kette, sondern es gibt in diesen Ketten auch Abzweigungen. Der Name BCAA bezieht sich also nur auf die besonderen Strukturen dieser drei essentiellen Aminosäuren. Sie bilden beim Muskelaufbau häufig den limitierenden Faktor, was sie so gesehen besonders wertvoll macht.
Eine vorteilhafte Besonderheit dieser Aminosäuren ist, dass sie andere Transportwege benutzen im Vergleich zu den anderen proteinogenen Aminosäuren, die nach der Aufnahme erst die Leber durchlaufen müssen. BCAA können hingegen direkt über die Blutbahn zum Muskel gelangen. Des weiteren besteht der Hinweis, dass BCAA die Trainingsintensität und -dauer positiv beeinflussen können.
In den Artikeln Kohlenhydrate und Fett findest Du alles rund um Kohlenhydrate und Fette erklärt.
Quellen:
https://de.wikipedia.org/wiki/Protein ,(01.07.2019)
https://de.wikipedia.org/wiki/Aminosäuren ,(01.07.2019)
Giessing, Jürgen: Das Muskelaufbautraining beim Bodybuilding. Eine kritische Analyse aus sportwissenschaftlicher Sicht. Tectum Wissenschaftsverlag; Auflage: 2., (September 2007)
Ernährungsstrategien in Kraftsport und Bodybuilding: Optimaler Muskelaufbau, beschleunigter Fettabbau, gesteigerte Kraftleistung. Novagenics; Auflage: 10 (1. November 2009)
Leistungsernährung für Kraftsportler – Strategien für Muskelaufbau, Fettabbau und optimale Regeneration. Novagenics Verlag; Auflage: 1. Aufl. (April 2002)
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